高中生物苏教版（2019）选择性必修3 生物技术与工程 第二章 第二节　植物细胞工程的应用（81张PPT）

(共81张PPT)
第二节　植物细胞工程的应用
1.通过对植物细胞工程应用实例的分析，了解这些应用
涉及的技术流程和应用的优势。
2.认同植物细胞工程在生产实践中具有重要的应用价值。
学习目标
1.科学思维：结合单倍体育种等育种方法来理解植物细
胞工程在作物新品种培育方面的应用。
2.社会责任：尝试运用所学植物细胞工程的知识解决生
产、生活中的问题。
素养要求
内容索引
网络构建
课时对点练
一、植物组织培养技术的应用
二、植物细胞培养技术的应用
一、植物组织培养技术的应用
1.人工种子
(1)概念：将在植物组织培养中得到的 和具有养分的 包埋在具有保护功能的人工种皮中，在适宜条件下能够生根发芽的颗粒体。
(2)基本结构
教材梳理
预习新知　夯实基础
胚状体
人工胚乳
保护
无机盐
胚状体
蛋白质
(3)生产过程
①植物组织培养获得 。
②人工种皮对胚状体和人工胚乳的 。
(4)优点
①制种快。
②制种不受 限制。
③人工胚乳可提供更好的 供应，还可提供相应成分增强抵抗疾病的能力。
胚状体
包埋
季节
营养
2.快速繁殖
(1)概念：利用植物组织培养技术不仅可以保持优良植物品种的________，而且可以实现种苗的 ，植物组织培养技术也因此被称为“快速繁殖技术”。在进行植物组织培养的过程中，幼苗在实验室的培养瓶中生长发育，所以又被称为“ ” 。
(2)特点
①保持优良植物品种的遗传特性。
②繁殖速度 。
③不受季节和恶劣天气的影响。
④可以进行全年连续生产，大大提高了 。
遗传特性
快速繁殖
微型繁殖技术
快
生产效率
(3)实例：蔬菜、果树、花卉等。
3.培育脱毒植物
(1)选材部位及原因：植物 部位的病毒浓度很低甚至无病毒。这是因为这些部位没有 ，病毒难以进入。
(2)优点：可以 或者去除病毒的感染。
(3)实例：马铃薯、甘蔗、草莓等。
生长点
维管束
降低
(4)方法
①物理方法
a.高温处理又称 ，其原理是一些病毒对热 。
b.低温处理又称 ，其原理是降低温度，使病毒 下降。
②化学方法：一般指利用 或 等化学药品处理患病植株的方法，其原理是抑制植物体内病毒的复制。
③生物方法
热疗法
不稳定
冷疗法
活力
嘌呤和嘧啶类似物
抗生素
4.种质保存
(1)保存材料：可以是植物的 ，也可以是 或胚状体，还包括 、花粉、幼胚、芽或茎尖分生组织等。
(2)原理：在－196 ℃的条件下，活细胞内的 和生命活动几乎完全停止，细胞、组织、器官在超低温保存过程中不会引起 的改变，也不会丧失 的潜能。
(3)优点：比保存植物的种子更为 ，还能在需要的时候迅速且大量地繁殖植物。
悬浮细胞
愈伤组织
原生质体
物质代谢
遗传性状
形态发生
有利和经济
(1)快速繁殖不仅可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖，还可以保持优良品种的遗传特性(　　)
(2)作物脱毒后不再感染病毒(　　)
(3)人工种子的基本结构包括人工种皮、胚状体和人工胚乳(　　)
(4)植物生长点部位没有维管束，病毒难以进入，因此这些部位病毒浓度很低甚至无病毒(　　)
(5)植物细胞、组织等在超低温保存过程中不会引起遗传性状的改变，也不会丧失形态发生的潜能(　　)
判断正误
√
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√
√
核心探讨
1.结合右面人工种子的结构示意图，探究下列问题：
突破重难　强化素养
提示　①周期长；
②发生性状分离而丧失其优良特性；
③受到季节、气候和地域的限制。
(1)常规的种子繁殖存在哪些缺陷？
(2)人工种子的胚状体和常规种子的胚在来源上有何区别？
提示　人工种子的胚状体是无性繁殖的结果，常规种子的胚是有性繁殖的结果。
提示　植物组织培养；细胞的全能性。
2.微型繁殖
下图为兰花的微型繁殖，据图回答下列问题：
(1)微型繁殖的技术手段及所依据的原理分别是什么？
提示　微型繁殖是在具有一定人工设施的室内生产，可以不受季节、气候和地域等自然条件的限制。
(2)快速繁殖技术得到的产品会不会出现性状分离？原因是什么？
(3)从所需条件看，微型繁殖与传统育种方法相比有哪些优点？
提示　不会；快速繁殖利用了植物组织培养技术，属于无性繁殖，可以保持亲本的优良性状。
提示　对于无性繁殖的作物，它们感染的病毒很容易传播给后代。病毒在作物体内逐年积累，就会导致作物产量降低，品质变差。
3.比较脱毒草莓与未脱毒草莓
(1)为什么许多通过无性繁殖的作物繁殖多代之后产量会下降？
提示　植物生长点部位。因为这些部位没有维管束，病毒难以进入，故病毒浓度很低或无病毒，通过组织培养的植株就有可能不带病毒，从而获得脱毒苗。
(2)作物脱毒进行组织培养时一般选取什么部位？为什么？
提示　不抗病毒。“脱毒”与“抗毒”不同，前者指的是本身病毒少，甚至无病毒，受病毒感染的机会少，而后者指的是能抵抗病毒的感染。
(3)经植物组织培养技术培育出的脱毒苗抗病毒吗？为什么？
核心归纳
比较两种植物繁殖新途径
繁殖新途径 取材 优点 技术
快速繁殖 (微型繁殖) 取材广泛 ①高效、快速地实现种苗的大量繁殖；②保持优良品种的遗传特性 植物组织培养
作物脱毒 生长点部位 获得高产、优质的无病毒植物
典题应用
1.某株名贵花卉用种子繁殖会发生性状分离。为了防止性状分离并快速繁殖，可利用该植株的一部分器官或组织进行离体培养，发育出完整的植株。进行离体培养时不应采用该植株的
A.茎尖 B.子房壁
C.叶片 D.花粉粒
及时反馈　知识落实
√
解析　茎尖一般没有病毒积累，分裂能力强，可作为植物组织培养的材料，A不符合题意；
子房壁细胞属于体细胞，可作为植物组织培养的材料，B不符合题意；
叶片细胞属于体细胞，可作为植物组织培养的材料，C不符合题意；
花粉粒是经减数分裂形成的，在此过程中发生了基因重组，因而不一定能保持亲本的优良性状，D符合题意。
2.马铃薯利用它的块茎进行无性繁殖，种植的世代多了以后往往会感染病毒而减产，为此农户都希望得到无病毒的幼苗进行种植。获得无病毒幼苗的最佳方法是
A.选择优良品种进行杂交 B.进行远缘植物体细胞杂交
C.利用芽尖进行组织培养 D.人工诱导基因突变
√
解析　芽尖分生能力旺盛，几乎不含病毒，可以通过芽尖组织培养获得脱毒苗。
二、植物细胞培养技术的应用
1.植物细胞代谢产物的工厂化生产
(1)细胞代谢产物：植物生长到一定阶段后，会通过代谢合成一些物质，它们可能对该植物无明显生理功能，也不是该植物 所必需的，但这些植物细胞代谢产物可能是珍贵的 等。
(2)应用实例
①获取许多重要的细胞代谢产物
如：治疗疟疾的药物—— ；抗肿瘤药物—— 。
教材梳理
预习新知　夯实基础
生长和繁殖
药物
奎宁
紫杉醇
②成为工业化生产相关植物产品的有效途径
如：药物——人参皂苷；食品添加剂—— 、甜味剂。
③用于农副业生产
如：大规模培养桑叶的叶肉细胞，可制作成家蚕的饲料。
(3)优点：不仅 、 ，而且不受季节、 等条件的限制。
食用色素
快速
高效
外部环境
2.单倍体育种
(1)优点：可以大大 ，且可以获得具有稳定 的优良品种，节约了人力、物力。
(2)育种思路
缩短育种的年限
遗传特性
(3)过程
离体培养
单倍体
染色体数目加倍
二倍体
选择
过程分析：
①成熟的花药由 和 及其中的 等结构组成。
②经过适当诱导，花粉可发育成 性的胚状体或愈伤组织，最终形成_______植株。
③用质量分数为0.02%～0.4%的 诱导单倍体植株的某些阶段(如形成 时期或 时期)，可获得 加倍的、能正常生长发育并开花、结果的 植株。
(4)实例：小麦、黑麦、玉米单倍体植株。
花药壁
花粉囊
花粉
单倍
单倍体
秋水仙素
愈伤组织
幼胚
染色体数目
二倍体
(1)单倍体育种的过程就是花药离体培养的过程(　　)
(2)植物细胞培养的原理利用了植物细胞的全能性(　　)
(3)花药经组织培养后形成的幼苗既可能是二倍体幼苗又可能是单倍体幼苗
(　　)
(4)小孢子中染色体的数目是小孢子母细胞中的一半(　　)
判断正误
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特别提醒
植物组织培养技术和植物细胞培养技术的比较
比较项目 植物组织培养技术 植物细胞培养技术
目的 获得植物体 获得细胞产物
原理 植物细胞的全能性 细胞增殖
过程
应用 快速繁殖、培育脱毒植物、种质保存等 植物细胞代谢产物的工厂化生产、单倍体育种等
核心探讨
1.植物细胞代谢产物的工厂化生产
分析工厂化生产人参皂苷的流程，探究下列问题：
突破重难　强化素养
(1)归纳植物细胞代谢产物工厂化生产的过程。
(2)植物细胞代谢产物工厂化生产实质上是植物组织培养的过程，在生产中通常要培养到什么阶段？
提示　愈伤组织。
(3)与传统的从植物体内提取相比，工厂化生产细胞产物有哪些优点？
提示　不仅快速高效，而且不受季节、外部环境等条件的限制。
2.单倍体育种
(1)以流程图的形式表示单倍体育种过程。
(2)该过程可分为哪两个阶段？分别利用了什么原理？
提示　分为花药离体培养为单倍体植株和秋水仙素诱导单倍体幼苗细胞染色体数目加倍两个阶段。分别利用了植物细胞的全能性和染色体(数目)变异的原理。
(3)单倍体育种可为体细胞诱变育种和研究遗传突变提供理想材料，其原因是什么？
提示　由于大多数单倍体植株的细胞中只含有一套染色体，染色体加倍后得到的植株的隐性性状容易显现。
核心归纳
几种育种方法的比较
育种方法 原理 过程 优点
快速繁殖 细胞的全能性 脱分化、再分化 保持优良品种的遗传特性
单倍体 育种 细胞的全能性、染色体变异 花药离体培养、秋水仙素诱导染色体数目加倍 明显缩短育种年限
植物体细 胞杂交 细胞质膜的流动性、细胞的全能性 原生质体融合、杂种细胞组织培养 打破生殖隔离，实现远缘杂交
典题应用
3.如图是通过植物细胞工程技术获得紫杉醇的途径，下列叙述正确的是
及时反馈　知识落实
A.该途径依据的原理是植物细胞具有全能性
B.过程①需控制好培养基中植物激素的比例
C.经过程①细胞的形态和结构未发生变化
D.过程③需使用固体培养基，有利于细胞增殖
√
解析　细胞全能性以细胞发育成个体为标志，而图中并没有体现细胞的全能性，A项错误；
过程①是脱分化，而决定植物脱分化和再分化的关键因素是培养基中植物激素的种类和比例，因此该过程需控制好培养基中植物激素的比例，经该过程细胞的形态和结构发生了变化，转变成未分化的细胞，进而形成不定形的薄壁组织团块，B项正确、C项错误；
过程③需使用液体培养基，有利于细胞增殖，D项错误。
4.如图是利用某种植物(基因型为AaBb)产生的花粉进行单倍体育种的示意图。据图判断，下列叙述错误的是
A.过程②通常使用的试剂是秋水仙素，作用时期为细胞有丝分裂前期
B.通过过程①②得到的植株既有纯合子又有杂合子
C.过程①属于植物的组织培养，在此过程中必须使用一定量的植物激素
或植物生长调节剂
D.与杂交育种相比，该育种方法的优点是能明显缩短育种的年限
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解析　过程②通常使用的试剂是秋水仙素，其原理是抑制纺锤体的形成，作用时期是细胞有丝分裂前期，A正确；
过程①是花药离体培养，获得单倍体植株A，其基因型有AB、Ab、aB、ab四种，过程②经过诱导染色体数目加倍获得纯合的植株B，B错误。
网络构建
植物细胞工程的应用
植物组织培养技术的应用
人工种子
快速繁殖
培育脱毒植物
种质保存
植物细胞培养技术的应用
植物细胞代谢产
物的工厂化生产
紫杉醇
人参皂苷
单倍体育种
花药离体培养
秋水仙素诱导
课时对点练
题组一　植物组织培养技术的应用
1.(2021·江苏南通高二期末)通过植物组织培养技术，将植物组织细胞培养成胚状体，再用人工种皮包装得到人工种子(如图)，这种人工种子在适宜条件下可萌发生长。下列相关叙述错误的是
A.培育胚状体时，所用的外植体、培养基都需要经过
灭菌处理
B.制作人工种皮的材料必须能透气，便于胚状体进行有氧呼吸
C.人工胚乳中除含有糖类物质和矿质营养外，还应有植物激素等
D.与天然种子相比，人工种子具有能保持优良品种遗传特性的优点
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对点训练
解析　外植体需要消毒处理，不能灭菌处理，A错误。
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2.草莓主要利用茎进行无性繁殖，世代多了会因病毒的积累而减产。在短时间内获得大量无病毒幼苗的最佳方法是
A.花药离体培养
B.利用茎尖进行组织培养
C.选取成熟组织进行培养
D.人工诱导基因突变
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3.研究发现，经水浴处理后再组织培养获得的草莓幼苗脱毒效果更好。下列叙述错误的是
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A.病毒在植物体内的分布是不均匀的
B.40 ℃水浴可能有利于延缓病毒增殖扩散速度
C.剥取的茎尖需要进行无菌处理
D.脱毒苗具有病毒抗性，不会再感染病毒
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解析　病毒在植物体内的分布是不均匀的，很少在茎尖分布，A正确；
40 ℃水浴可能不利于病毒繁殖，有利于延缓病毒增殖扩散速度，B正确；
剥取的茎尖需要进行无菌处理，以免培养过程中被污染，C正确；
脱毒苗不具有病毒抗性，仍会感染病毒，D错误。
4.甘薯种植多年后易积累病毒而导致品种退化。为保证甘薯的品质和产量，目前生产上采用茎尖分生组织离体培养的方法快速繁殖脱毒种苗。通常情况下与这一过程无关的是
①有丝分裂　②减数分裂　③全能性　④分化　⑤基因突变　⑥染色体变异
A.①②③ B.④⑤⑥ C.①③④ D.②⑤⑥
√
解析　分生组织离体培养获得种苗的过程中细胞通过有丝分裂方式增殖，不会发生减数分裂；该过程采用了植物组织培养技术，其原理是植物细胞的全能性；再分化过程涉及细胞的分化；培育脱毒苗的过程没有涉及基因突变和染色体变异。
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5.(2021·江苏泰州市泰州中学高二月考)下列有关植物组织培养技术的应用的说法正确的是
A.利用植物花药离体培养可以获得单倍体
B.严格消毒后的外植体进行组培即获得脱毒植株
C.植物细胞、组织等在超低温保存过程中会引起遗传性状的改变和丧失
形态发生的潜能
D.外植体经再分化获得的愈伤组织可制作人工种子
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解析　植物花药在体外利用组织培养技术可以获得单倍体植株，A正确；
脱毒幼苗是利用植物生长点部位经过组织培养获得的再生植株，其体内可能不含病毒，B错误；
植物细胞、组织等在超低温保存过程中不会引起遗传性状的改变，也不会丧失形态发生的潜能，C错误；
人工种子中被人工种皮包裹的是胚状体，不是愈伤组织，且愈伤组织是外植体脱分化获得的，D错误。
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题组二　植物细胞培养技术的应用
6.红豆杉是世界上公认濒临灭绝的天然珍稀抗癌植物，它的细胞提取物紫杉醇是重要的抗癌药物之一。红豆杉可通过播种的方法进行繁殖，但其生长速度缓慢，再生能力差，因而植物组织培养技术是实现其大规模培养的途径之一。下列有关叙述正确的是
A.培养红豆杉的愈伤组织可用于紫杉醇的工业化生产
B.红豆杉不同部位的细胞经植物组织培养获得的愈伤组织基因型相同
C.培养基需要用高压蒸汽灭菌，外植体需要用体积分数为50%的酒精、质量分
数为0.1%的氯化汞消毒处理
D.培养过程中采用的MS培养基中的微量元素和有机成分均可先配制成一定倍
数的母液，用时稀释，而大量元素不需要配制母液
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解析　培养红豆杉的愈伤组织，可以从中提取紫杉醇，用于紫杉醇的工业化生产，A正确；
红豆杉体细胞和花粉经植物组织培养获得的愈伤组织基因型不相同，B错误；
外植体需要用体积分数为70%的酒精、质量分数为0.1%的氯化汞消毒处理，C错误；
培养过程中采用的MS培养基中的大量元素、微量元素和有机成分均可先配制成一定倍数的母液，用时稀释，D错误。
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7.如图为植物组织培养的基本过程，则培育脱毒作物及生产治疗烫伤、割伤的药物——紫草宁，应培养到的阶段分别依次是
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A.④、② B.③、②
C.③、④ D.④、③
解析　分析题图可知，图中①是外植体、②是愈伤组织、③是胚状体、④是试管苗。植物组织培养技术的应用中，培育脱毒作物需要得到试管苗，生产紫草宁时需利用愈伤组织，故选A。
√
8.利用植物细胞培养技术从红豆杉细胞中提出抗癌物质紫杉醇，不需要进行的是
A.选取合适的高产紫杉醇的细胞
B.培养基中加入适量的蔗糖，以提供营养并维持渗透压
C.控制植物激素的种类和含量诱导产生愈伤组织
D.选择适当的分化培养基培育红豆杉幼苗
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解析　若要从红豆杉细胞中提取抗癌物质紫杉醇，只需培养到愈伤组织阶段，不需培育出红豆杉幼苗，D错误。
9.某兴趣小组利用植物组织培养技术培育一种名贵花卉，流程图如下所示。下列有关叙述正确的是
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A.在脱分化和再分化过程中均需要进行光照处理
B.用人工种皮将愈伤组织包装，可制成人工种子
C.若花粉粒中有两个染色体组，则幼苗为二倍体
D.该过程培育的完整植株的基因型不一定相同
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解析　在脱分化过程中一般要避光处理，再分化过程中需要光照处理，A错误；
用人工种皮将胚状体包装，可制成人工种子，B错误；
若花粉粒中有两个染色体组，则幼苗为含有2个染色体组的单倍体，C错误；
由于花粉粒中的生殖细胞是经过减数分裂而来的，因此该过程培育的完整植株的基因型不一定相同，D正确。
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10.如图是对基因型为Aabb的玉米所作的处理，据图分析下列叙述错误的是
A.过程a所采取的技术手段是花药离体培养
B.过程b用秋水仙素处理后可以得到4种基
因型的玉米植株
C.c和d分别是脱分化和再分化过程
D.图中过程a或过程c、d能够说明植物细胞具有全能性
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解析　过程a由花粉粒变为单倍体植株，一定要经过花药离体培养，A正确；
基因型为Aabb的玉米能产生2种基因型的花粉：Ab和ab，经花药离体培养后可得到2种单倍体幼苗，幼苗再经秋水仙素处理后得到AAbb和aabb 2种基因型的可育玉米，B错误；
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过程a和c、d是植物细胞培育成了植物个体，所以能够说明植物细胞具有全能性，D正确。
选择题11～12题为单选题，13～16题为多选题。
11.(2021·陕西榆林第二中学高二月考)科研人员研究了马铃薯茎尖外植体大小对幼苗的成苗率和脱毒率的影响，结果如图所示。下列相关叙述错误的是
A.培育脱毒苗所依据的原理有基因突变和细胞的
全能性
B.培育脱毒苗的过程涉及脱分化和再分化两个阶段
C.实验结果表明，茎尖越小脱毒率越高，成苗率
越低
D.根据本实验可知，培养脱毒苗时茎尖的适宜大小为0.27 mm
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综合强化
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解析　植物生长点部位的病毒极少，甚至无病毒，切取一定大小的茎尖进行植物组织培养，再生的植株就有可能不带病毒，从而获得脱毒苗，因此培育脱毒苗所依据的原理是植物细胞的全能性，没有基因突变，A项错误；
培育脱毒苗的技术是植物组织培养，其涉及脱分化和再分化两个阶段，B项正确；
由题图可知，在茎尖外植体大小为0.27 mm时，幼苗的脱毒率和成苗率均处于较高水平，因此培养脱毒苗时茎尖的适宜大小为0.27 mm，D项正确。
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12.如图表示四倍体兰花叶片通过植物组织培养形成植株的过程。下列相关叙述正确的是
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A.②和③阶段发生减数分裂
B.①阶段需要生长素而③阶段仅需要细胞分裂素
C.此兰花的花药离体培养所得的植株体细胞中有两个染色体组
D.①阶段不仅有细胞增殖且细胞分化速率很快
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解析　在四倍体兰花叶片植物组织培养过程中涉及有丝分裂，不涉及减数分裂，A错误；
在植物组织培养过程中，培养基中需添加生长素和细胞分裂素，B错误；
分析题干可知，兰花是四倍体植物，减数分裂产生的生殖细胞中含有两个染色体组，因此由此兰花的花药离体培养获得的单倍体植株体细胞中含有两个染色体组，C正确；
植物组织培养技术包括脱分化和再分化两个阶段，过程①是脱分化阶段，细胞只增殖不分化，D错误。
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13.下列要用到植物组织培养技术的是
A.花药离体培养获得单倍体植株
B.杂交育种获得优良水稻品种
C.细胞工程培育“番茄—马铃薯”杂种植株
D.秋水仙素处理萌发的种子或幼苗获得多倍体植株
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解析　花药离体培养获得单倍体植株使用的技术有植物组织培养，A符合题意；
杂交育种的原理是基因重组，不用植物组织培养，B不符合题意；
细胞工程培育“番茄—马铃薯”杂种植株，先用植物体细胞杂交技术获得杂种细胞，再通过植物组织培养获得杂种植株，C符合题意；
多倍体植物的获得没有使用组织培养技术，D不符合题意。
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14.(2021·江苏常州市高二月考)植物组织培养技术被广泛应用于育种、人工种子的培育及获得植物代谢产物等生产生活实践中。下列叙述错误的是
A.植物组织培养得到试管苗的过程中只需要更换一次培养基
B.该技术生产的人工种子长成的植株都具有可育的能力
C.该过程所用的MS培养基可给外植体提供无机营养
D.进行组织培养时常添加的植物激素是生长素和细胞分裂素
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解析　在植物组织培养过程中需要在不同时期，根据培养对象的需求添加或减少一些物质，尤其是植物激素的比例；由植物组织培养得到试管苗的过程中不止一次更换培养基，A错误；
用于植物组织培养的接种材料称为外植体，选用的材料可以是植物根、茎、叶的任何部位，也可以是植物的花药，若所选外植体为花药，则经花药离体培养获得人工种子长成的植株为单倍体，一般不可育，B错误。
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15.辣椒素作为一种生物碱广泛用于食品保健、医药工业等领域，其获得途径如下图所示。下列叙述正确的是
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A.①表示辣椒组织培养中细胞的脱分化，需避光处理
B.②过程中需用适宜配比的生长素和细胞分裂素溶液处理
C.③过程常用的酶是纤维素酶和果胶酶
D.图中脱毒苗和高产细胞系的获得都体现了植物细胞的全能性
√
√
√
解析　①过程表示脱分化，需要避光处理，A正确；
②过程为再分化，通过调整生长素与细胞分裂素的比例来控制愈伤组织的分化方向，B正确；
③过程表示分离单个细胞，常用的酶是纤维素酶和果胶酶，C正确；
植物细胞全能性指植物的每个细胞都包含着该物种的全部遗传信息，具备能够发育成完整植株的能力，脱毒苗能够体现植物细胞的全能性，而高产细胞系的获得不能体现植物细胞的全能性，D错误。
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16.(2021·安徽省第二中学高二月考)如图是某二倍体植物通过花药进行单倍体育种的过程示意图，下列叙述不正确的是
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A.图中过程②涉及细胞的分裂和分化，细胞进行有丝分裂
B.秋水仙素能促进着丝粒分裂，导致细胞染色体数目加倍
C.图中③过程为了促进生芽，可增加培养基中细胞分裂素的比例
D.过程④应将炼苗后的植株移栽到含有蔗糖和多种植物激素的基质上
√
√
√
解析　图中过程②是脱分化，细胞通过有丝分裂过程，实现细胞增殖，实质是细胞恢复分裂能力，无分化过程，A错误；
秋水仙素能抑制纺锤体的形成，在着丝粒分裂后，不能将染色体平均移向细胞的两极，导致细胞染色体数目加倍，B错误；
植物组织培养过程中需要利用生长素和细胞分裂素，在细胞分裂素浓度/生长素浓度的比值高的情况下，有利于芽的分化，C正确；
过程④炼苗时应将植物在含蛭石或珍珠岩的基质上培养，然后移栽到普通土壤即可，D错误。
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17.紫杉醇是从红豆杉属植物树皮中提取分离出来的一种代谢产物，具有显著的抗癌效果。科研人员设计如图一所示流程制备紫杉醇。为了获得大量的紫杉醇，先用植物外植体获得愈伤组织，然后在液体培养基中悬浮培养。请回答下列问题：
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(1)图一中，为了防止微生物污染，过程①所用的外植体需在_________溶液中摇动几秒。过程②通常需用_______
_________酶处理将愈伤组织分散成单个细胞。
70%酒精
酶和果胶
纤维素
解析　图一中，植物组织培养过程应该在无菌的条件下进行，因此过程①所用的外植体需在70%酒精中浸泡几秒，以防止杂菌污染。过程②通常需用纤维素酶和果胶酶处理将愈伤组织分散成单个细胞。
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(2)在愈伤组织悬浮培养时，细胞干重、蔗糖浓度和pH的变化如图二所示，细胞干重在12 d后下降的原因有_______________________；培养液中适量的蔗糖不仅可以为培养的细胞提供能源，还可以调节培养基的_______。
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蔗糖浓度下降，pH 降低
渗透压
解析　据图二分析：由蔗糖浓度下降可知，外植体离体培养过程中需要消耗蔗糖，12天后蔗糖浓度变化不大；pH下降会影响酶的活性，愈伤组织细胞不能进行光合作用，对物质的合成小于分解，故细胞干重下降；植物组织培养过程中，蔗糖既能提供能源也能调节细胞渗透压。
(3)多倍体愈伤组织细胞产生的代谢产物量常高于二倍体。二倍体愈伤组织细胞经_________溶液处理，会产生染色体数目加倍的细胞。
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秋水仙素
解析　秋水仙素或低温都可以抑制纺锤体的形成，诱导染色体数目加倍，形成多倍体。
(4)为了培养能高效产生紫杉醇的红豆杉柴胡植株，科研人员将红豆杉的愈伤组织和柴胡的愈伤组织用酶处理后，获得有活力的原生质体，再用诱导剂________________使其融合，最后选择能够高效合成紫杉醇的杂种细胞进行培养。
聚乙二醇(PEG)
解析　在植物细胞杂交过程中，利用酶解法获得有活力的原生质体，然后再用聚乙二醇(PEG)使其融合，最后选择能够高效合成紫杉醇的杂种细胞进行培养。
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(5)红豆杉的形成层在生长发育过程中并不能合成紫杉醇的根本原因是__________________________________________________。
在特定时间和空间条件下，细胞中的基因选择性的表达
解析　红豆杉的形成层在生长发育过程中并不能合成紫杉醇，这是由于在特定时间和空间条件下，细胞中的基因选择性的表达。
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18.(2021·山东潍坊市高二期中)狼爪瓦松是一种具有观赏价值的野生花卉，其生产的黄酮类化合物可入药。狼爪瓦松野生资源有限，难以满足市场化需求。因此，目前一般通过植物细胞工程手段进行培养，具体过程如图所示，其中的数字代表处理或生理过程。
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回答下列问题：
(1)狼爪瓦松植株乙、丙、丁的获得都利用了______________技术，三种植株中核遗传物质与甲相同的是________。
植物组织培养
乙、丁
解析　狼爪瓦松植株乙、丙、丁的获得都是经过在无菌和人工控制条件下，将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株的过程，都利用了植物组织培养技术。植株丙经历了诱变处理，基因发
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生了突变，遗传物质与甲植株不同；植株乙、丁形成过程未作诱变处理，遗传物质与甲植株相同。
(2)①选择幼嫩的叶用于接种的原因是______________________，启动②③的关键激素是________
___________。
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解析　幼嫩的叶有丝分裂旺盛，细胞分裂能力强，分化程度低，有利于植物组织培养，因此①选择幼嫩的叶用于接种；在组织培养中，生长素用于诱导细胞的分裂和根的分化，细胞分裂素的主要作用是促进组织细胞的分裂或从愈伤组织和器官上分化出不定芽，所以启动②脱分化和③再分化的关键激素是生长素和细胞分裂素。
生长素和
分裂能力强，分化程度低
细胞分裂素
(3)⑤需要用_________________处理，原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇，请从细胞吸水与
失水的角度分析原因：________
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纤维素酶和果胶酶
膜内外渗透压平衡(防止原生质体皱缩或破裂)
解析　⑤在进行体细胞杂交之前，必须先利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得具有活力的原生质体。去除细胞壁后，原生质体活性的保持，需要维持细胞膜内外渗透压平衡，所以原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇，维持细胞膜内外渗透压平衡，防止原生质体皱缩或破裂。
维持细胞
(4)正常愈伤组织中几乎没有黄酮类化合物，加入茉莉酸甲酯和水杨酸会明显促进愈伤组织中黄酮类化合物的积累，且细胞中与黄酮类化合物合成相关酶的含量显著升高，从基因控制生物性状的角度推测，茉莉酸甲酯和水杨酸的作用途径是______
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茉莉
酸甲酯和水杨酸诱导了细胞内与黄酮类化合物合成相关酶基因的表达，酶含量升高，催化生成更多的黄酮类化合物
解析　由题意可知，加入茉莉酸甲酯和水杨酸后，愈伤组织细胞中与黄酮类化合物合成相关酶的含量显著升高，明显促进愈伤组织中黄酮类化合物的积累，说明茉莉酸甲酯和水杨酸诱导了细胞内与黄酮类化合物合成相关酶基因的表达，酶含量升高，催化生成更多的黄酮类化合物。
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